煤礦五大災(zāi)難的征兆與預(yù)防

1、煤礦五大災(zāi)難的征兆與預(yù)防煤礦安全，警笛長(zhǎng)鳴。煤礦生產(chǎn)一般是地下作業(yè)，除了工作環(huán)境的惡劣，工作地點(diǎn)經(jīng)常移動(dòng)外，還要隨時(shí)受到礦井瓦斯、煤塵、礦井火災(zāi)、礦井水災(zāi)和冒頂?shù)任宕笞匀粸?zāi)害的驚擾，其中瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中最嚴(yán)重最常發(fā)生的災(zāi)難事故。因此，加強(qiáng)煤礦的安全管理，防治災(zāi)難事故的發(fā)生，是關(guān)系到煤礦職工生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全的大事。第一大災(zāi)難：冒頂（頂板事故）頂板事故是指在地下采煤過(guò)程中，因?yàn)轫敯逡馔饷奥湓斐傻娜藛T傷亡、設(shè)備損壞、影響生產(chǎn)等事故。頂板事故，冒頂前的預(yù)兆：1、 響聲。巖層下沉斷裂，頂板壓力急劇加大時(shí)，木支架會(huì)發(fā)生劈裂聲，緊接著出現(xiàn)折梁斷柱的現(xiàn)象；金屬支柱的活柱急速下縮，也會(huì)發(fā)出很大響聲。有時(shí)也

2、能聽見采空區(qū)頂板斷裂的悶雷聲。2、 掉渣。頂板嚴(yán)重破裂時(shí)，折梁斷柱就要增加，隨著就會(huì)出現(xiàn)頂板掉渣的現(xiàn)象。掉渣越多，說(shuō)明頂板壓力越大。在人工頂板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，這是發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU(xiǎn)信號(hào)。3、 片幫。冒頂前煤壁所受壓力增加，變的松軟，片幫煤比平時(shí)多。4、 裂隙。頂板的裂隙，一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動(dòng)裂隙。若裂隙加深加寬，說(shuō)明頂板繼續(xù)惡化。5、 脫層。頂板冒落前，往往出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。檢查脫層要用“問(wèn)頂”的方法，如果聲音清脆，表明頂板完好；頂板發(fā)出“空空”的響聲，說(shuō)明上下巖層之間已經(jīng)脫層。6、 漏頂。破碎的偽頂或者直接頂，在大面積冒頂之前，有時(shí)因?yàn)楸稠敳粐?yán)

3、或者支架不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象。漏頂如不及時(shí)處理，會(huì)使得棚頂托空，支架松動(dòng)，頂板巖石繼續(xù)冒落，就會(huì)造成沒有響聲的大冒頂。 頂板事故的防治技術(shù)措施：1、 局部頂板事故的防治措施。在采煤過(guò)程中發(fā)生局部頂板事故大多是由于采煤過(guò)程中懸漏破碎頂板得不到及時(shí)支護(hù)；或雖及時(shí)支護(hù)，但因支護(hù)方式不正確和支護(hù)質(zhì)量不好；或?qū)敯迩闆r未經(jīng)查明，未采取針對(duì)性措施而造成的。為減少此類事故的發(fā)生，應(yīng)該采取的措施有：做好頂板破碎的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；合理選擇工作面推進(jìn)方向；減少空頂面積和采取正確的支護(hù)方式，加強(qiáng)地質(zhì)工作等。2、 大面積頂板事故的防治措施。根據(jù)直接頂和基本頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)形態(tài)不同采取不同的措施。對(duì)直接頂推垮型事故應(yīng)做好頂板情況的預(yù)測(cè)預(yù)

4、報(bào)工作，加強(qiáng)日常頂板控制，正確進(jìn)行支護(hù)控制設(shè)計(jì)，合理選擇厚煤層下分層開切眼位置。對(duì)直接頂運(yùn)動(dòng)引起的壓垮型事故應(yīng)正確進(jìn)行控制設(shè)計(jì)，當(dāng)直接頂在采區(qū)內(nèi)的懸頂較大時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的人工處理，支架選型要合理，在最末排要增設(shè)抬棚等特種支護(hù)措施等。對(duì)基本頂運(yùn)動(dòng)引起的壓垮型事故，在控制設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照“給定變形”方針進(jìn)行，選用可索支柱，確定合理的控頂距。對(duì)基本頂運(yùn)動(dòng)引起的砸垮型事故，首先要加強(qiáng)對(duì)頂板來(lái)壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，其次采取正確的支護(hù)方法，選擇合理的支架形式，提高支護(hù)密度，避免直接頂和基本頂離層。第二大災(zāi)難： 透水井下透水征兆：1、 煤壁或者巷道壁“掛紅”、“掛汗”；2、 巷道空氣變冷；3、 煤層發(fā)潮、發(fā)暗；4、 巷道

5、產(chǎn)生霧氣；5、 頂板來(lái)壓、淋水加大或者底板鼓起有滲水；6、 有“咝咝”的水流聲；7、 有時(shí)有臭雞蛋味道。上述征兆，并不是每一個(gè)工作面透水前都一定全部出現(xiàn)，有時(shí)可能發(fā)現(xiàn)一兩個(gè)。一旦發(fā)現(xiàn)有透水征兆，必須停止作業(yè)，采取措施，并報(bào)告礦調(diào)度室。礦井防治水災(zāi)的方法：分為地面防治水和地下防治水。1、 地面防治水是防止或者減少地面水流入井下的重要措施。要有齊全的礦區(qū)水文地質(zhì)資料，掌握礦區(qū)地面水、最高洪水位、降水量和山洪等情況，慎重選擇井口位置，修筑防洪堤壩或者排水溝，加固河床，排出積水，填平洼地和塌陷區(qū)的措施。2、 井下防治水是一項(xiàng)十分艱巨細(xì)致的工作，在開采的各個(gè)環(huán)節(jié)都要防治井下水。首先要做好礦井水文觀測(cè)與水

6、文地質(zhì)工作，查明礦井水源和可能涌水通道，為防治水提供依據(jù)。其次，在采掘工作中，必須遵循“有疑必探，先探后掘”的原則，遇到下列任何一種情況時(shí)，都必須探水前進(jìn)：1、 接近被淹井巷或者小窯、老空區(qū)。2、 接近溶洞、含水?dāng)鄬?、含水層或者接近積水區(qū)。3、 上層有積水，在下層進(jìn)行采掘活動(dòng)，兩層之間的距離小于安全厚度的要求。4、 探水地區(qū)內(nèi)掘進(jìn)，一次掘進(jìn)長(zhǎng)度達(dá)到了允許掘進(jìn)的長(zhǎng)度，或者探水孔的超前距離已達(dá)到規(guī)定的限度。5、 采掘工作面發(fā)現(xiàn)出水征兆。6、 突然發(fā)現(xiàn)斷層，對(duì)另一盤的水文地質(zhì)情況不熟悉。7、 打開隔離煤柱放水。8、 接近有出水可能的鉆孔。9、 采掘工作面接近各類防水煤柱線，為確保煤柱尺寸，要提前探明

7、情況。10、 在強(qiáng)含水層上，工作面進(jìn)行帶壓開采，對(duì)強(qiáng)含水層水壓、水量、裂隙等情況不清楚，對(duì)隔水層厚度變化情況不清楚。探清楚水源后，可采取有計(jì)劃地排水，留足夠尺寸的防水隔離煤柱把水源與回采區(qū)域隔開，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)建立水閘門防止井下局部透水影響其他地區(qū)和采用注漿堵水等措施，防止水害事故發(fā)生。第三大災(zāi)難: 火災(zāi) 井下火災(zāi)分為：內(nèi)因火災(zāi)和外因火災(zāi)。一般情況下，內(nèi)因火車引發(fā)事故的機(jī)率大，內(nèi)因火災(zāi)主要是指煤炭自燃的火災(zāi)。 煤炭自燃有其特定的條件：1、 煤有自燃傾向性，且以破碎狀態(tài)存在；2、 有連續(xù)供氧條件；3、 有積聚氧化熱的環(huán)境；4、 上述三個(gè)條件必須同時(shí)存在，缺一不可。 煤炭自燃的預(yù)報(bào)：人體直接感覺。 如

8、能在巷道內(nèi)聞見煤油味、汽油味和輕微芳香氣味，表明自燃已經(jīng)發(fā)展到自熱階段的后期；當(dāng)人接近火源附近時(shí)會(huì)有頭痛、悶熱、精神疲憊等不適應(yīng)的感覺；巷道內(nèi)能看見霧氣以及支架上出現(xiàn)水珠。使用氣體成分分析法。 用儀器分析和檢測(cè)煤在自燃過(guò)程中釋放出的氣體成分，預(yù)報(bào)火災(zāi)。對(duì)于煤炭自燃的預(yù)防：從煤炭自燃的四個(gè)基本條件來(lái)看，預(yù)防煤炭自燃的方法就是控制漏風(fēng)條件和控制熱量積聚兩方面，具體措施有：（1） 加強(qiáng)煤層自燃發(fā)火的早期識(shí)別。根據(jù)煤層自燃各階段的特點(diǎn)，進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)煤層自燃，適時(shí)采取措施防止煤層自燃。（2） 開拓、開采技術(shù)措施。合理選擇巷道的布置形式，采取合理的采煤方法和先進(jìn)的開采技術(shù)，提高采出率，加快

9、回采速度，及時(shí)封閉采空區(qū)。（3） 加強(qiáng)通風(fēng)管理。選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)，建立通風(fēng)管理制度，提高通風(fēng)構(gòu)筑物的質(zhì)量，防止漏風(fēng)；利用調(diào)壓法減少漏風(fēng)量。利用預(yù)防性灌漿和阻化劑防火。小知識(shí)：阻化劑 （retarder） 阻止煤炭氧化自燃的化學(xué)藥劑。 其實(shí)是催化劑的一種，如核反應(yīng)中的石墨。當(dāng)催化劑的作用減慢反應(yīng)速率時(shí),稱為負(fù)催化劑或阻化劑。通常由于正催化劑用得比較多,所以一般如不特別說(shuō)明,催化劑都是指正催化劑，不指阻化劑。在化學(xué)上，凡是能減小化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)皆稱為阻化劑(inhibitors)。1、 其作用機(jī)理是：1）增加煤在低溫時(shí)的化學(xué)惰性，或提高煤氧化的活能；2）形成液膜包圍煤塊和煤的表面裂隙面；3）充

10、填煤柱內(nèi)部裂隙；4）增加煤體的蓄水能力；5）水分蒸發(fā)吸熱降溫。實(shí)質(zhì)是降低煤在低溫時(shí)的氧化速度，延長(zhǎng)煤的自然發(fā)火期。2、 目前最常用的阻化劑，有煤礦使用的阻化劑：氯化鈣（CaCl 2:H20）、氯化鎂（MgCl2:6H2O)、氯化銨（NH4Cl)、水玻璃(XNa2O.ySi02）以及工業(yè)廢液等。從目前的應(yīng)用結(jié)果來(lái)看，氯化鈣、氯化鎂、氯化鋁、氯化鋅等氯化物對(duì)褐煤、長(zhǎng)焰煤和氣煤有較好的阻化效果；水玻璃、氫氧化鈣對(duì)高硫煤有較高阻化率。3、 應(yīng)用阻化劑防火的主要方法是：表面噴灑、用鉆孔向煤體壓注以及利用專用設(shè)備向采空區(qū)送入霧化阻化劑。壓注和噴灑系統(tǒng)有移動(dòng)式、半固定式和固定式三種。例外，預(yù)防明火點(diǎn)燃；預(yù)防

11、井下放炮引火；預(yù)防電器引火；預(yù)防摩擦撞擊火花等。礦內(nèi)滅火方法有：直接滅火、隔絕滅火、聯(lián)合滅火。1、 直接滅火。在發(fā)火初期，火區(qū)范圍與規(guī)模較小時(shí)，采用水、砂、巖粉、化學(xué)滅火器或其他滅火工具直接滅火，或者挖除火源的方法，直接撲滅礦井火災(zāi)。2、 隔絕滅火。礦井火災(zāi)無(wú)法直接撲滅時(shí)，在火區(qū)的所有通道內(nèi)修建防火密閉墻，阻止新鮮空氣進(jìn)入火區(qū)，使火災(zāi)因缺氧而熄滅。3、 聯(lián)合滅火。直接滅火與隔絕滅火聯(lián)合使用，也就是先用防火密閉墻封閉火區(qū)，再采用其他方法（如灌漿、注入惰性氣體和調(diào)節(jié)風(fēng)壓等）加速火災(zāi)熄滅。第四大災(zāi)難： 礦塵礦塵：巖塵和煤塵，產(chǎn)生于采掘、放頂、支護(hù)（特別是錨噴支護(hù)）以及運(yùn)輸提升等過(guò)程。礦塵的危害主要有

12、以下幾個(gè)方面：（1） 對(duì)人體健康的危害?？梢鹇殬I(yè)病，如塵肺病、慢性中毒和皮膚?。唤档凸ぷ鲌?chǎng)所能見度，使工傷事故增多。（2） 燃燒或爆炸。井下煤塵在一定條件下可以燃燒或爆炸，造成人員傷亡，損壞設(shè)備，甚至摧毀整個(gè)礦井。（3） 加速機(jī)械磨損，減少精密儀器的使用時(shí)間。小知識(shí)：煤礦塵肺病是指工人長(zhǎng)期吸入浮塵而引起的肺部組織纖維化病變的總稱。煤礦塵肺病包括矽肺病、煤矽肺病和煤肺病，其中矽肺病對(duì)人體危害最大。長(zhǎng)期從事巖巷掘進(jìn)的工人因接觸巖石而發(fā)生的塵肺病稱為矽肺病；煤矽肺病患者多是長(zhǎng)期從事巖巷掘進(jìn)和采煤工種的工人；煤肺病患者多是長(zhǎng)期在煤層中從事采掘的工人。預(yù)防塵肺病的關(guān)鍵是降低工作面的礦塵濃度，使其符合礦

13、塵的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，即煤礦安全規(guī)程規(guī)定的最高允許濃度。我國(guó)成熟的經(jīng)驗(yàn)是采取綜合防塵措施，包括：濕式鑿巖、加強(qiáng)通風(fēng)、噴霧灑水、水炮泥、沖洗巖幫以及個(gè)人防護(hù)等。煤塵爆炸及其預(yù)防：煤塵爆炸必須同時(shí)具備以下三個(gè)條件，缺少任何一個(gè)條件都不可能造成煤塵爆炸。（1） 煤塵本身具有爆炸性。（2） 煤塵必須懸浮在空氣中，且濃度在爆炸極限范圍內(nèi)（一般下限濃度為3050g/m3,上限濃度為10002000g/m3）（3） 存在高溫引燃熱源。煤塵的引燃溫度變化范圍較大，一般為700800煤塵爆炸的預(yù)防：（1） 防塵措施。防塵措施一般有減塵、降塵、排塵、除塵等綜合措施。減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)中煤塵的產(chǎn)生量，降低空氣中的煤塵濃度，是防塵

14、措施中最積極有效的方法。具體采用的方法有煤層注水、采空區(qū)注水、水封爆破、噴霧灑水、控制風(fēng)速和清掃落塵。（2） 防爆措施。消除井下引爆火源，井下引爆火源主要有：放炮產(chǎn)生的火源、電器火花、摩擦火花、瓦斯爆炸和煤炭自燃等。（3） 隔爆措施。為了限制煤塵爆炸范圍擴(kuò)大，避免煤塵、瓦斯連續(xù)爆炸，防止災(zāi)情蔓延，按照煤礦安全規(guī)程要求在礦井兩翼、相鄰采區(qū)、相鄰煤層或者工作面之間，必須用巖粉棚或者水棚隔開。第五大災(zāi)難： 瓦斯在井下采掘過(guò)程中，煤與巖石常常一瞬間被從煤體中拋出，并噴出大量瓦斯，這種現(xiàn)象叫煤與瓦斯突出，簡(jiǎn)稱為"突出"。煤與瓦斯突出事故不僅會(huì)造成采掘工作面和通風(fēng)系統(tǒng)的破壞，同時(shí)大量煤

15、與瓦斯以極快的速度噴出，還可能會(huì)充塞巷道，造成人員窒息和瓦斯爆炸、燃燒及煤（巖）埋人事故。 煤與瓦斯突出前，一般都有預(yù)兆，沒有預(yù)兆的突出極少。突出預(yù)兆可分為有聲預(yù)兆和無(wú)聲預(yù)兆。 有聲預(yù)兆：煤層發(fā)出劈裂聲、悶雷聲、機(jī)槍聲、響煤炮以及氣體穿過(guò)含水裂縫時(shí)的吱吱聲等。聲音由遠(yuǎn)到近，由小到大，有短暫的，有連續(xù)的，時(shí)間間隔長(zhǎng)短也不一致；煤壁還會(huì)發(fā)生震動(dòng)和沖擊，頂板來(lái)壓，支架發(fā)出折裂聲。有時(shí)還發(fā)出咝咝的空氣流動(dòng)動(dòng)聲,這可能是爆炸前爆源吸入大量氧氣所致。 無(wú)聲預(yù)兆：工作面頂板壓力增大，煤壁被擠壓，片幫掉渣，頂板下沿或底板鼓起；煤層層理紊亂、煤暗淡無(wú)光澤、煤質(zhì)變軟；瓦斯忽大忽小，煤壁發(fā)涼，打鉆時(shí)有頂鉆、卡鉆、噴

16、瓦斯等現(xiàn)象。 井下工作人員發(fā)現(xiàn)上述預(yù)兆后，應(yīng)立即向有關(guān)部門報(bào)告，及時(shí)采取措施；情況嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，迅速迎著風(fēng)流撤出。 近年來(lái)，由于黨和國(guó)家的重視和廣大科技人員的努力，煤礦采取了許多安全防護(hù)措施，如石門揭穿煤層時(shí)放震動(dòng)炮，采掘工作面遠(yuǎn)距離放炮，設(shè)避難所、壓風(fēng)自救系統(tǒng)和佩戴隔離式自救器等，這些措施對(duì)防治煤與瓦斯突出起到了一定的作用。 瓦斯爆炸的條件是：一定濃度的瓦斯、高溫火源的存在和充足的氧氣。 1、瓦斯?jié)舛?瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限為516。 當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?時(shí)，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?/p>

17、95時(shí)，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應(yīng))；瓦斯?jié)舛仍?6以上時(shí)，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會(huì)燃燒。 瓦斯爆炸界限并不是固定不變的，它還受溫度、壓力以及煤塵、其它可燃性氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。 2、引火溫度 瓦斯的引火溫度，即點(diǎn)燃瓦斯的最低溫度。一般認(rèn)為，瓦斯的引火溫度為650750。但因受瓦斯的濃度、火源的性質(zhì)及混合氣體的壓力等因素影響而變化。當(dāng)瓦斯含量在7一8時(shí)，最易引燃；當(dāng)混合氣體的壓力增高時(shí)，引燃溫度即降低；在引火溫度相同時(shí)，火源面積越大、點(diǎn)火時(shí)間越長(zhǎng)，越易引燃瓦斯。 高溫火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要條件之一。井下抽煙、電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火作業(yè)等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的礦井中作業(yè)，必須嚴(yán)格遵照煤礦